氧化还原反应知识整合与考点梳理氧化还原反应知识是历年高考测试的热点,尽管年年考查,但考生答题的错 误率很高,因此在高考试题中始终保持了很好的区分度近几年高考化学试题对 该知识点的考查形式有:氧化还原反应的基本概念(判断氧化剂、还原剂、氧化 产物、还原产物);标明电子转移的方向和数目;比较氧化性(或还原性)的强 弱;配平简单的氧化还原方程式;利用电子得失守恒、电荷守恒进行计算;根据 信息或综合运用以上原理和方法写出氧化还原反应建议同学们在复习氧化还原反应时,可从基本概念、基本规律、基本方法和 考查热点等方面,对基础知识和近三年考查热点进行梳理、分析,使复习有的放 矢一、知识整合(一)氧化还原反应的相关概念:1.几组基本概念(1)氧化还原反应的定义:从化合价升降的角度分析,有元素化合价升降的化学反应是氧化还原反应; 从电子转移的角度分析,有电子转移(得失或偏移)的化学反应是氧化还原 反应2)氧化反应与还原反应(指反应过程):氧化反应:失去电子(或化合价升高)的过程;还原反应:得到电子(或化合价降低)的过程 注意:氧化反应和还原反应是对立统一的,同时存在于同一反应中3)氧化剂与还原剂(指反应物质):氧化剂:所含元素在反应中得到电子、化合价降低的物质。
常见氧化剂:①活泼的非金属单质,如F、Cl、Br、I、0、S、N等;②2 2 2 2 2 2能电离出H+的物质:HCl、HSO、NaHSO等,在氧化还原反应中起氧化剂作用的2 4 4实际上是H+;③不活泼金属的阳离子,如Ag+、Cu2+、Fe3+等;④某些含高价态元 素的物质:MnO、KMnO、H SO (浓)、HNO、KClO等;⑤过氧化物:Na O、HO2 4 2 4 3 3 2 2 2 2 等还原剂:所含元素在反应中失去电子、化合价升高的反应常见的还原剂有:①金属单质,如Na、Mg、Al、Zn、Fe、K、Ca、Ba、Fe、Cu等;②某些非金属单质,如H、C、P、S等;③含较低价态元素的物质,如2CO、SO、HCl、HS、FeCl、Na SO 等2 2 2 2 3(4) 氧化性与还原性(指物质得失电子的性质): 氧化性:物质得到电子的性质或能力,氧化剂具有氧化性,氧化剂越易得电子,其氧化性越强;还原性:物质失去电子的性质或能力,还原剂具有还原性,还原剂越易得电 子,其还原性越强;注意:物质的氧化性(或还原性)的强弱,指的是得(或失)电子的难易程 度,与得(失)电子的多少无关5) 氧化产物与还原产物(指生成物): 氧化产物:化合价升高的元素所生成的物质或是还原剂失去电子被氧化后的产物,氧化产物具有弱氧化性;还原产物:化合价降低的元素所生成的物质或是氧化剂得到电子被氧化后的 产物,还原产物具有弱还原性。
2.基本概念间的相互关系: 分析氧化还原反应问题,在正确标出元素化合价的变化情况以后,要根据化合价的变化情况,充分理解氧化还原反应中概念间的对应关系:还親性=烹电孑 f 恃孙萬范臣应性盼—冥岳—恃征—迫 £—►产擋+ n * T gjfii T * KJ T '靈化?讯応性亠需电孑_仔怖直底一► i诵磁―►酬鬥書(二)氧化还原反应的基本规律1 .电子得失守恒规律氧化还原反应中,氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等,常用于有关 氧化还原反应的计算及配平氧化还原反应方程式运用守恒规律进行氧化还原反 应的计算方法是:氧化剂物质的量X变价元素的原子个数X化合价的变化值二还 原剂物质的量X变价元素的原子个数X化合价的变化值2 .表现性质规律当元素具有可变化合价,一般化合价处于最高价态时只具有氧化性;处于最 低价态时只具有还原性;处于中间价态时既具有氧化性又具有还原性利用此规 律可判断物质是否具有氧化性及还原性,但不能判断物质氧化性及还原性的强 弱3 .反应先后规律 同一氧化剂与含多种还原剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时,首先被氧化的是还原性较强的物质;同一还原剂与含多种氧化剂(物质的量浓度相同)的溶液 反应时,首先被还原的是氧化性较强的物质。
如:将Cl通人物质的量浓度相同2的NaBr和NaI的混合液中,C1首先与NaI反应;将过量铁粉加入到物质的量浓2度相同的Fe2+、和Cu2+的混合溶液中,Fe首先与Fe3+反应;FeBr中通入Cl ,22Cl 首先氧化 Fe2+24 .价态变化规律高价氧化(性)低价还(原性),中间价态两边转同一元素的不同价态之 间发生氧化还原反应,价态只能归中而不能交叉本规律应用于氧化还原反应的 分析和判断(如反应KClO +6HCl===KCl + 3Cl f+3HO中氧化产物和还原产物3 2 2均为C1,电子转移数目是5e-)2(1) 岐化反应规律同一种物质分子内同一种元素同一价态的原子(或离子)发生电子转移的氧 化还原反应叫歧化反应岐化反应化合价的特点是:某元素的中间价态在适宜条 件下同时向较高和较低的价态转化歧化反应是自身氧化还原反应的一种,常用 于判断某种元素的化合价高低以及有关氧化还原反应方程式的计算2) 价态归中规律 同种元素由不同价态(高价态和低价态)转变为中间价态的氧化还原反应,称之为归中反应,也称“反歧化反应”常用于方程式的书写,当有中间价态时, 才可能发生,否则不反应,如 SO 与浓硫酸不反应,可用浓 HSO 干燥。
2 2 45.性质强弱规律氧化还原反应若能进行,一般为较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂 反应,生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物竄爲—+~画笊 -—忌F +(菽逼血就?IP Q較過磅性> 『据还馬tt» (弱暑It世)I 0失M常用于在适宜条件下,用氧化性较强的物质制备氧化必较弱的物质或用还原 性较强的物质制备还原性较弱的物质,亦可用于比较物质间氧化性或还原性的强 弱,氧化性:氧化剂>氧化产物,还原性:还原剂>还原产物三)氧化还原反应的基本方法1 .氧化性与还原性的比较:(1)氧化性的比较① 根据金属活动顺序表判断K+ Ca2+ Na+ bl尹 Al5+ Z 尹 F尹 Sn2+ Pb^ Cu2+ H尹 Af金雇越不活泼•耳阳离子的氧化性越强② 根据非金属活动顺序判断:氧化性:F2>O2>Cl2>Br2>I2>S;③ 根据反应方程式判断:氧化性:氧化剂〉氧化产物〉还原剂;④ 根据反应条件判断:还原剂相同时,反应越容易进行,氧化剂的氧化性越 强;⑤ 根据还原剂被氧化的程度判断:还原剂、条件都相同时,还原剂被氧化得 越彻底,氧化剂的氧化性越强;(2)还原性的比较① 根据金属活动顺序表判断K+ W+ N? bl尹Al3+迟产F尹Sei+ Pb叶Cu2+ H尹總十金显越不活泼,其阳离子的氧化性毬强② 根据非金属活动顺序判断:氧化性:F2>O2>Cl2>Br2>I2>S;③ 根据反应方程式判断: 还原性:还原剂〉还原产物〉氧化剂;④ 根据反应条件判断: 氧化剂相同时,反应越容易进行,还原剂的还原性 越强;⑤ 根据氧化剂被还原的程度判断:氧化剂、条件都相同时,氧化剂被还原得 越彻底,还原剂的还原性越强;2.氧化还原反应中电子转移的表示:(1)双线桥法一一表明了反应前后某种元素化合价的变化情况。
注意:①用两条带箭头的线由反应物指向生成物,且对准同种元素;②要标 明“得” “失”电子,且得失电子总数相等;③箭头不代表电子转移的方向,而 是指某元素从反应到产物时价态的变化例如:(2 )单线桥法一一表明了一个氧化还原反应中电子的转移方向和数目 注意:①用一条箭线在反应物间表示电子得失;②箭线从失电子兀素到得电 子元素;③在箭线上标明电子转移总数,但不写“得”或“失”例如:亦+ tCl3 .氧化还原反应方程式的配平:(1)奇数配偶法:此法适用于简单的氧化还原反应方程式的配平,其步骤为“一看、二找、三 配、四平、五查”(内容略)例如:Cl+2NaOH = NaCl+NaClO+HO22(2) 逆向配平法:对于歧化反应方程式的配平可用化合价升降法在反应式右边进行配平例女口 3C12 + 6K0H = SKCt+ K^03 + 3H2O(3) 合一配平法:当三种物质参与氧化还原反应或分解反应的氧化和还原产物有三种时,应将 其中两种合并作为一种来看,这样配平就显得简单了例如:KNO +S+C——K S+N +CO 3 2 2 2因为右边的KS中,K与S分别来自左边的KNO和S,故左边KNO与S的系2 3 3数比必须满足2:1,所以先在KNO前添上系数2,然后将2KNO和S看作一个整 33体来配平:2KN0j + S+3J:- KaS+300j+L -4U(4)平均化合价法:此法适用于有机氧化还原方程式的配平,步骤为:先根据氢+1价,氧-2价4主比£0( =5Ca且亠妇二。
来确定碳原子平均化合价,再用化合价升降法配平例如:(5)离子方程式配平法: 此法适用于较复杂的氧化还原反应方程式的配平例如:FeS+CuSO+HO——FeSO+CuS+HSO 中元素化合价变化错综复杂,给配平带来2 4 2 4 2 2 4了麻烦,若将其改写为离子方程式,化合价变化情况就清楚了,即:SFug 卡 140产 +]2H2O^ 5FeM镯孩谢為簸24H*然后,将离子方程式改写为化学方程式,即:5FeS+14CuS0+12H0=2 4 25FeSO+7CuS+12HSO4 2 2 46)零价配平法:对于象 FeC 的复杂化合物,可假定 Fe、C 均为零价,然后用化合价升降法3配平例如: .呼卅 = 9-fe(NOJ3 +3CO3 + 1BNC + 20H30二、考点梳理热点 1:考查氧化还原反应的基本概念例 1.(广东理科基础)氮化铝( AlN , Al 和 N 的相对原子质量分别为 27 和 14)广泛应用于电子、陶瓷等工业领域在一定条件下, AlN 可通过反应 Al 0+N+3C善^2AlN+3C0合成下列叙述正确的是()2 3 2A. 上述反应中,N是还原剂,Al 0是氧化剂2 2 3B. 上述反应中,每生成ImolAlN需转移3mol电子C. AlN中氮元素的化合价为+3价D. AlN的摩尔质量为41g解析:AlN为金属氮化物,Al元素为+3价、N元素为一3价,该反应中N2为氧化剂,C为还原剂,Al 0既不是氧化剂也不是还原剂,A、C项错误。
该反 23应中转移电子数为6e—,则每生成ImolAlN需转移3mol电子D项中摩尔质量的 单位是g/mol,而不是g,故正确答案为B例2.(广东卷)氯气是一种重要的工业原料工业上利用反应在 3Cl +2NH23=N +6HCl检查氯气管道是否漏气下列说法错误的是()2A. 若管道漏气遇氨就会产生白烟B. 该反应利用了 Cl的强氧化2性C. 该反应属于复分解反应D. 生成ImolN有6mol电子转移2解析:根据题给反应可知氧化剂Cl对应的还原产物HCl遇到氨气生成NH Cl 24 白色固体,产生白烟;复分解反应只是阴、阳离子之间的交换,不涉及电子的转 移,不是氧化还原反应分析元素的价态变化可知NH被氧化成N , N元素由-332价变成0价,生成ImolN有6mol电子转移,故正确答案为C2点拨:解决此类问题首先要正确标明变价元素的化合价,然后根据化合价的 变化情况,确定氧化剂与还原剂、。